O índice de manejo do carbono (IMC) tem por finalidade avaliar a qualidade do sistema de manejo através da avaliação do seu efeito no estoque e labilidade do C orgânico do solo (Blair et al., 1995; De Bona, 2005). Inicialmente utilizou-se o fracionamento químico, através da oxidação do C lábil da MOS com permanganato de K (KMnO4) para determinação das frações
lábeis (Blair et al., 1995) e recentemente o fracionamento físico (De Bona, 2005). Neste trabalho, utilizou-se o fracionamento físico, separando-se a fração
2002; Conceição, 2002).
Na Tabela 4.1. são apresentados o índice de estoque de C (IEC), a labilidade do C (LC), o índice de labilidade do C (ILC) e o índice de manejo do C (IMC) do solo sob sistemas de rotação nos preparos do solo PC e PD.
Tabela 4.1. Índice de estoque de C (IEC), labilidade do C (LC), índice de labilidade do C (ILC) e índice de manejo do C (IMC) do solo sob sistemas de rotação inseridos nos preparos convencional (PC) e plantio direto (PD), e sob campo nativo, na camada de 0-20 cm.
Tratamento IEC LC ILC IMC
PC R01 0,86 0,08 0,56 48 PC R1 0,89 0,10 0,73 65 PC R2 0,93 0,10 0,70 65 PD R0 0,89 0,11 0,82 72 PD R1 0,94 0,11 0,82 77 PD R2 0,99 0,11 0,78 78 Campo nativo 1,00 0,14 1,00 100 1
R0 = sucessão trigo/soja; R1 = aveia/ soja/trigo/soja e R2 = aveia/soja/aveia+ervilhaca/milho/ nabo/trigo/soja.
O índice de estoque de C (IEC) foi crescente nas rotações R0, R1 e R2, dentro de cada preparo, mas com pequena amplitude (0,86 a 0,99) correspondendo a seqüência das concentrações médias de C nos tratamentos (Apêndice 3.2). A LC e o ILC foram inferiores no PC, quando comparado ao PD, sendo que os menores valores foram encontrados na monocultura em preparo convencional (PC R0). Na média das rotações o solo sob PD apresentou um valor de ILC aproximadamente 22% superior ao solo sob PC.
Esses resultados demostram a maior sensibilidade do ILC, comparativamente ao IEC, em detectar alterações na MOS (De Bona, 2005). O IMC seguiu a tendência dos índices anteriores, IEC e ILC, com o PD apresentando valores superiores ao PC. Destaca-se, que as rotações R1 e R2 apresentaram valores próximos e superiores a monocultura R0, em ambos os sistemas de preparo. De acordo com a finalidade do IMC (Blair et al., 1995), as reduções observadas no PC e nas monoculturas sugerem que essas práticas
rotações (PD R1 e PD R2) melhoram a qualidade do solo.
De Bona (2005), trabalhando com PC e PD com e sem irrigação em Argissolo Vermelho distrófico típico, encontrou valores do IMC variando de 61 a 95. Os valores do IEC foram próximos, com valores médios de 0,98 para De Bona (2005) e 0,92 neste trabalho.
Não foi verificado na literatura classificação para o IMC em relação ao aceitável para a qualidade do solo, sendo os valores apenas comparativos entre os tratamentos.
4.4.3 Taxa de perda de C orgânico do solo
As emissões de CO2 são dependentes da atividade biológica, que por
sua vez são dependentes da disponibilidade de resíduos vegetais (fontes de alimento e energia), além de outros fatores. A atividade biológica mais expressiva, medida pela respiração do solo, pode ser interpretada como positiva ou negativa por envolver dois processos básicos: perda de C e ciclagem de nutrientes (Parkin et al., 1996; Conceição, 2002).
A evolução de C-CO2 foi relacionada ao estoque de C no solo (Tabela
4.2). Esta taxa de perda de C na forma de CO2, com base no cálculo do
estoque de COAM pela camada equivalente, foi superior no PC em relação ao PD e, para COAM e COT esta taxa foi semelhante entre os sistemas de preparo. Calculando o estoque pela massa equivalente estas relações se mantêm. Para COP, o PD apresentou menor taxa de perda em ambos os métodos de cálculo, provavelmente, devido ao maior estoque de C nesta fração, relação ao PC. Neste cálculo a taxa de perda de COT ficou, em média, 0,163 e 0,196 ano-1 para o PC e, 0,163 e 0,189 ano-1 para o PD. As monoculturas, em geral, apresentaram taxas de perdas maiores que as rotações de culturas dentro de cada sistema de preparo, em ambos os métodos de cálculo.
As altas taxas de perdas através da evolução de C-CO2 encontradas no
COP, na média acima de 200%, podem indicar a alta labilidade desta fração, necessitando de uma reposição constante através dos resíduos vegetais. Mas, principalmente, que a principal fonte de C para atividade microbiana são
COP. E, apesar da proteção física exercida pelos minerais do solo (estabilidade física) (Duxbury et al., 1989; Bayer, 1996), o COAM também é fonte importante para esta atividade. Salienta-se que esta medição da evolução de C-CO2 do
solo abrange também a respiração das raízes e da macrobiota, o que pode superestimar as taxas de perda de C, principalmente, pela ação das raízes.
Sob o ponto de vista de emissão do principal gás de efeito estufa, o CO2,
o tratamento PD R2 apresentou maior emissão acumulada anual, média de cerca de dois anos (728 dias). Porém, a maior emissão está associada, às maiores adições de resíduos (Capítulo I) e conseqüentemente C (Figura 4.1), resultando num balanço líquido positivo de C do solo, demonstrado pelo maior estoque de COT no solo (59,32 e 53,52 Mg ha-1). Essa afirmativa é confirmada pelos resultados obtidos por Lovato (2001), que encontrou no sistema PD aveia +ervilhaca/milho+caupi, alto aporte anual de C (7,83 Mg ha-1) e alto seqüestro de CO2 (26 Mg ha-1), em relação aos demais tratamentos utilizados. Neste
mesmo sentido, Conceição (2002) obteve nos sistemas mucuna/milho e guandu/milho as maiores emissões de CO2, mas compensadas pelas maiores
adições de resíduos.
Sob o ponto de vista de ciclagem dos nutrientes, sistemas com atividade biológica mais intensa permitem uma disponibilização mais rápida dos nutrientes à cultura subseqüente (Conceição, 2002). O autor faz inferências que, em contrapartida, na ausência de plantas para absorverem esses nutrientes, essa rápida liberação pode potencializar as perdas de elementos mais móveis por lixiviação. Novamente, o sistema PD R2, apresenta maior ciclagem de nutrientes, pela maior atividade biológica e, por apresentar o cultivo permanente do solo, permite maior aproveitamento dos nutrientes ciclados.
A agregação do solo favorece a proteção física estrutural da matéria orgânica à ação das enzimas dos microrganismos (Duxbury et al., 1989). O maior conteúdo de COT encontrado no tratamento que associa manejo conservacionista, PD, com rotação de culturas, de inverno e verão, e utilização de plantas de cobertura (adubação verde), R2, pode ser explicado também pela maior agregação do solo.
CO2 anual e o estoque de COP, COAM e COT, na camada de 0-20
cm, calculado pela camada equivalente e pela massa equivalente, no solo sob sistemas de rotação inseridos nos preparos convencional (PC) e plantio direto (PD).
Estoque de C Taxa de perda2 Tratamento Evolução
de CO2 Camada Massa Camada Massa
Mg ha-1 % COP PC R01 8,95 3,33 2,78 269,0 321,8 PC R1 9,07 4,30 3,72 211,0 243,7 PC R2 8,90 4,29 3,84 207,3 231,8 Média 8,97 3,97 3,45 229,10 265,80 PD R0 8,94 4,60 3,94 194,2 226,7 PD R1 9,03 4,89 4,29 184,8 210,5 PD R2 9,48 4,76 4,33 199,2 218,7 Média 9,15 4,75 4,19 192,72 218,64 COAM PC R0 8,95 50,65 40,20 17,7 22,3 PC R1 9,07 50,52 42,09 18,0 21,5 PC R2 8,90 51,70 45,18 17,2 19,7 Média 8,97 50,95 42,49 17,61 21,17 PD R0 8,94 48,48 41,47 18,4 21,6 PD R1 9,03 51,51 44,27 17,5 20,4 PD R2 9,48 54,15 47,21 17,5 20,1 Média 9,15 51,38 44,32 17,83 20,68 COT PC R0 8,95 53,97 42,98 16,6 20,8 PC R1 9,07 54,81 45,81 16,5 19,8 PC R2 8,90 56,00 49,02 15,9 18,2 Média 8,97 54,93 45,94 16,34 19,59 PD R0 8,94 53,08 45,41 16,8 19,7 PD R1 9,03 56,40 48,56 16,0 18,6 PD R2 9,48 58,90 51,55 16,1 18,4 Média 9,15 56,13 48,50 16,32 18,89 1
R0 = sucessão trigo/soja; R1 = aveia/soja/trigo/soja e R2 = aveia/soja/aveia+ervilhaca/ milho/nabo/trigo/soja. 2 Taxa de perda = evolução de CO2 / estoque de COT.
verificaram que o PD apresentou estabilidade dos agregados do solo cerca de duas vezes maior que o PC, bem como efeito benéfico da rotação de culturas no aumento desta estabilidade, quando comparada à sucessão trigo/soja (R0). Esta estabilidade teve correlação direta com o conteúdo de COT do solo.
Na Tabela 4.3, é apresentada outra forma de cálculo da taxa de perda anual de C (k2) através da estimativa do C-CO2 proveniente da decomposição
dos resíduos, considerando o coeficiente de humificação (k1) de 6,5% para o
PC e de 14,1% para o PD, obtido no cálculo da camada equivalente e de 19,4 e 14,9% para PC e PD, respectivamente, no cálculo por massa equivalente (Figura 4.1). Este valor foi descontado do total anual do C-CO2 evoluído e a
diferença considerada como C-CO2 proveniente do solo, que foi dividido pelo
estoque de COT do solo, obtendo-se a nova taxa de perda (k2).
Verifica-se que os valores de k2 estimados por esta relação foram
superiores ao estimado pela equação (dC/dt), que foram de 0,001 ano-1 e 0,018 ano-1 no PC e 0,008 ano-1 e 0,014 ano-1 no PD, pela camada equivalente e massa equivalente, respectivamente. Isso pode estar relacionado ao fato que esta medição da evolução de C-CO2 do solo abrange também a respiração das
raízes e da macrobiota.
Entretanto, considerando o método de cálculo massa equivalente, os resultados obtidos nesta nova forma de cálculo apresentaram tendência similar aos obtidos pela dC/dt, pois o PD (0,118 ano-1) apresenta taxa de perda menor que o PC (0,100 ano-1) que correlacionam-se melhor com o estoque de COT no solo e concordam com Lovato et al. (2004) que também obtiveram taxa menor no PD do que no PC.
Em média, o solo foi a principal fonte de C-CO2 para a atmosfera, em
comparação à decomposição dos resíduos vegetais (Tabela 4.3).